5-2×2-1
论,价电子对数为VP=BP+LP=2+=2,根据杂化轨道理论,则中心N原子为
2sp杂化。(4)直接与中心原子成键的为配位原子,所以中心原子铁的配位原子是N、S。(5)看正负电荷中心是否重叠,Fe(CO)5对称是非极性分子,CO不对称是极性分子,故A正确;铁的杂化轨道数为5,铁不是正四面构型,Fe(CO)5中Fe原子不是以sp杂化方式与CO成键,故B错误;碳与氧、铁与碳之间形成配位键,1 mol Fe(CO)5含有10 mol配位键,故C正确;化学反应的实质是旧化学键的断裂、新化学键的生成,故D错误。
答案:(1)3d (2)N>O>S 三角锥形 (3)sp (4)S、N (5)AC
6.钛的化合物如TiO2、Ti(NO3)4、TiCl4、 Ti(BH4)2等均有着广泛用途。 (1)
写
出
Ti
的
基
态
原
子
的
核
外
电
子
排
布
式
:
5
3
________________________________________________________________________。
(2)TiCl4熔点是-25 ℃,沸点136.4 ℃,可溶于苯或CCl4,该晶体属于________晶体;BH4中B原子的杂化类型为____________。
(3)在 TiO2催化作用下,可将CN氧化成CNO,进而得到N2。与CNO互为等电子体的分子化学式为__________(只写一种即可)。
(4)Ti可以形成两种不同的配合物:[Ti(H2O)6]Cl3(紫色),[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O(绿色),两者配位数________(填“相同”或“不同”),紫色晶体中配体是________。
(5)TiO2难溶于水和稀酸,但能溶于浓硫酸,析出含有钛酰离子的晶体,钛酰离子常成为链状聚合形式的阳离子,其结构形式如图1,化学式为____________。
3+
-
-
-
-
解析:(1)钛是22号元素,根据构造原理知其基态核外电子排布式为1s2s2p3s3p3d4s或[Ar]3d4s。(2)因TiCl4在常温下是无色液体,熔点-25 ℃,沸点136.4 ℃,熔沸点低,由此可判断TiCl4是由共价键结合的分子,晶体类型属于分子晶体;BH4中B原子价层电子对=4,且没有孤电子对,则BH4中B原子的杂化类型为sp。(3)CNO
-
-
-
3
2
2
6
2
6
2
2
2
2
中含有3个原子,16个价电子,所以其等电子体中分子为CO2或N2O、CS2、BeCl2等,离子
-
-
为SCN或N3等。(4)[Ti(H2O)6]Cl3(紫色),配体为H2O,配位数为6,[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O(绿色),配体为Cl、H2O,配位数为6,两者配位数相同。(5)每个O原子被两个Ti原子共用、每个Ti原子被两个O原子共用,利用均摊法计算二者原子个数之比为1∶1;Ti元素为+4价、O元素为-2价,据此书写其化学式为[TiO]n。
答案:(1)1s2s2p3s3p3d4s(或[Ar]3d4s) (2)分子 sp
32
2
6
2
6
2
2
2
22n+
-
(3)CO2(或N2O、CS2、BeCl2等合理均可) (4)相同 H2O (5)[TiO]n
7.(CN)2、(OCN)2等被称为拟卤素,(CN)2在一定条件下氢化可以得到乙二胺(H2NCH2CH2NH2)。回答下列问题:
(1)Fe4[Fe(CN)6]3是较早发现的CN配合物,其中铁元素呈现两种不同的价态。写出外界离子基态核外电子排布式:________________。
(2)与OCN互为等电子体的分子为________(填分子式)。 (3)1 mol (CN)2中含有π键的数目为________。 (4)乙二胺中C原子的轨道杂化方式为________。
(5)乙二胺易溶于水,除因为是极性分子外,还可能的原因为_____________________________________________________。
(6)含CN的配合物常用于冶炼黄金。金的晶胞结构如图所示,晶体中每个Au原子周围紧邻且等距的Au原子有________个。
解析:(1)Fe4[Fe(CN)6]3的外界为Fe
2
2
6
2
6
5
-
3+
--
-
2n+
,其基态核外电子排布式为[Ar]3d(或
5
1s2s2p3s3p3d)。(2)与OCN互为等电子体的分子为三原子分子,且价电子数为18,则有CO2、N2O、CS2等。(3)一个 (CN)2中含有两个碳氮三键,其中1个是σ键,两个是π键,则1 mol (CN)2中含有π键的数目为4 mol。(4)乙二胺中碳原子为—CH2—,碳原子以单键连接4个原子为四面体结构,为sp杂化。(5)乙二胺分子中含有氨基,可以与水分子间形成氢键。(6)由晶胞结构可知每个顶点的Au原子与面心上的Au原子距离最近,三个面共一个顶点,同时有八个晶胞共一个顶点,两个晶胞共一个面,则有晶体中每个Au原子周围紧邻且等距的Au原子有3×8÷2=12。
答案:(1)[Ar]3d(或1s2s2p3s3p3d) (2)CO2、N2O、CS2等
(3)4 mol(或2.408×10) (4)sp (5)乙二胺与水分子间可以形成氢键 (6)12
8.乙酸锰可用于制造钠离子电池的负极材料。可用如下反应制得乙酸锰:4Mn(NO3)2·6H2O+26(CH3CO)2O===4(CH3COO)3Mn+8HNO2+3O2↑+40CH3COOH。
(1)Mn基态核外电子排布式为___________________________________________。 (2)NO3中氮原子轨道的杂化类型是_________。
(3)与HNO2互为等电子体的一种阴离子的化学式为_________。 (4)配合物[Mn(CH3OH)6]中提供孤对电子的原子是_________。 (5)镁铝合金经过高温淬火获得一种储钠材料,其晶胞为立方结构(如图所示),图中原子位于顶点或面心。该晶体中每个铝原子周围距离最近的镁原子数目为_________。
2+
-3+
24
3
5
2
2
6
2
6
5
3
解析:(1)锰为25号元素,Mn基态核外电子排布式为1s2s2p3s3p3d或[Ar]3d。5+1-2×3-2
(2)NO3中N原子的价层电子对数=3+=3,氮原子采用sp杂化。(3)与HNO2互
2为等电子体的一种阴离子为HCOO。(4)配合物[Mn(CH3OH)6]中的中心原子为Mn,配体为CH3OH,提供孤对电子的原子是羟基中的O原子。(5)根据镁铝合金的晶胞结构可知,图中原子位于顶点或面心,其中镁原子顶点和其中2个面心,铝原子位于其中2个面心,每个铝原子周围距离最近的镁原子有8个,包括同一侧面的4个顶点和4个面心,距离均为晶胞面对-
2+
3+2262644
角线长度的一半。
答案:(1)1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
3d4
(或[Ar]3d4
) (3)HCOO-
(4)O (5)8
2
(2)sp